Hvordan genererer alkaliske batterier strøm?

1. Redoksreaksjon:
I alkaliske batterier , Hovedprosessen for å generere elektrisitet er redoksreaksjonen. Denne reaksjonen involverer oksidasjon av sink (Zn) til sinkioner (Zn²⁺) og samtidig reduksjon av mangandioksid (MNO₂) til manganoksid (MNO (OH)). Denne prosessen skjer ved anoden og katoden i batteriet, med sink som anode og mangandioksid er katoden. Når et batteri er koblet til en krets, strømmer elektroner fra anoden (sink) til katoden (mangandioksid), og skaper en elektrisk strøm gjennom den eksterne kretsen. Denne kjemiske reaksjonen er den primære driveren for elektrisitetsproduksjon, og den resulterende elektriske strømmen er energikilden som brukes til å drive elektroniske enheter.

2. Ioneledning i elektrolytt:
I alkaliske batterier spiller elektrolytten en viktig rolle da den lar ioner bevege seg fritt innenfor batteriet, og dermed opprettholde elektrisk nøytralitet og lette strømmen av strøm. Den alkaliske elektrolytten er vanligvis kaliumhydroksyd (KOH), som inneholder hydroksydioner (OH⁻) og sinkioner (Zn²⁺). Disse ionene beveger seg fritt i elektrolytten fra den ene polen til den andre når den kjemiske reaksjonen fortsetter, og sikrer balansen mellom ladninger i batteriet og fremmer generering av elektrisk strøm.

3. Nåværende generasjon:
Når et alkalisk batteri er koblet til en ekstern krets, begynner en kjemisk reaksjon, og skaper en elektrisk strøm. Ved anoden (sink) oksideres sink til sinkioner og elektroner frigjøres. Samtidig, ved katoden (mangandioksid), reduseres mangandioksid og elektroner blir absorbert. Disse elektronene strømmer fra anoden til katoden gjennom en ekstern krets, og skaper en elektrisk strøm. Denne strømmen er resultatet av en kjemisk reaksjon konvertert til elektrisk energi, som kan brukes til å tilføre energibehovene til forskjellige elektroniske enheter.

4. Batteriforbruk:
Over tid og kjemiske reaksjoner fortsetter det aktive materialet i et alkalisk batteri gradvis, noe som fører til at batteriets ladning gradvis reduseres. Spesifikt blir sinkmetall gradvis oppløst og omdannet til sinkioner på anoden, mens mangandioksid gradvis reduseres på katoden. Dette resulterer i en reduksjon i batterilevetiden, og til slutt mister batteriet effektiviteten og må byttes ut. Derfor avhenger levetiden til et batteri av hastigheten og effektiviteten til dets interne kjemiske reaksjoner, samt virkningen av bruksomstander.